[發(fā)明專利]氨基功能化的水溶性四氧化三鐵納米磁性粒子的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910197295.5
• 申請(qǐng)日: 2009-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN101697303A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊仕平;田啟威;楊紅;張晶晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F1/11
• 分類號(hào): H01F1/11;C01G49/08;A61K49/18
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，涉及一種納米磁性粒子的合成及其制 備方法，具體地涉及一種氨基功能化的水溶性四氧化三鐵納米材料的 合成及其大規(guī)模的制備方法和性質(zhì)。

背景技術(shù)

四氧化三鐵納米粒子有多種制備方法，傳統(tǒng)的方法比較簡(jiǎn)單，但 是制備的納米材料顆粒多為油溶性，需要通過進(jìn)一步的配體交換、聚 合物包覆或者二氧化硅包覆，來解決納米粒子功能化和水溶性問題， 才能用于生物領(lǐng)域，但是合成工藝復(fù)雜，嚴(yán)重阻礙了其在生物醫(yī)藥方 面的應(yīng)用。

磁性材料是古老并且用途十分廣泛的功能材料，它與信息化、自動(dòng) 化、機(jī)電一體化、國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面緊密相關(guān)。另一方面，隨 著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的需要日益增加，人們對(duì)材料的興趣和研究也 達(dá)到越來越小的尺度范圍。隨著納米科技術(shù)的發(fā)展，磁性納米材料以其 良好地磁學(xué)性能和獨(dú)特的結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，在磁學(xué)、生物和醫(yī)藥等領(lǐng)域得到 廣泛應(yīng)用，特別是在超高密度信息存儲(chǔ)、生物分子識(shí)別、藥物傳輸?shù)确? 面具有誘人的應(yīng)用前景。引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛重視而成為研究的熱點(diǎn)。

生化及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)Υ判约{米粒子的物理、化學(xué)及藥理性質(zhì)如化學(xué) 組成、粒度大小、磁功能、晶體結(jié)構(gòu)、吸附性、表面形貌、溶解性及毒 性都有嚴(yán)格的要求。因此，要實(shí)現(xiàn)磁性納米粒子在這些生化及醫(yī)學(xué)等領(lǐng) 域的應(yīng)用，必須滿足一下幾個(gè)條件：1.單分散性，2.具有較好的磁學(xué)性 能，3.具有水溶性和活性官能團(tuán)。然而目前的制備單分散的納米粒子大 多呈現(xiàn)油溶性，要實(shí)現(xiàn)這些要求，必須進(jìn)一步進(jìn)行表面改性。目前，進(jìn) 行表面修飾的主要手段有二氧化硅包覆、有機(jī)聚合物包覆和配體交換等 方法。二氧化硅包覆雖然具有較好的分散性和水溶性，但工藝比較復(fù)雜； 有機(jī)聚合物包覆，容易團(tuán)聚，而且不是很穩(wěn)定；配體交換的方法可以很 好的解決以上兩種方法的缺陷，配體交換的效率一直是一個(gè)難以解決的 問題。因此，以上的方法都不太適合擴(kuò)大生產(chǎn)。

磁共振造影劑種類很多，通常可分為順磁性造影劑、鐵磁性造影 劑和超順磁性造影劑。超順磁性造影劑由于其在人體內(nèi)分布具有特向 異性、使用劑量少、毒副作用小以及用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前研 發(fā)的熱點(diǎn)。制備超順磁性造影劑的關(guān)鍵在于如何制備出磁性能優(yōu)異(高 飽和磁化強(qiáng)度和初始磁化率)的超順磁性材料，以及在此基礎(chǔ)上對(duì)磁 性納米粒子表面進(jìn)行修飾，得到低毒性，并具有較好的穩(wěn)定性、水溶 性、生物相容性和活性官能團(tuán)的磁性納米材料。目前生物兼容性鐵酸 鹽類磁性納米粒子制備過程比較復(fù)雜，而且不能大批量制備，極大的 限制了這類材料在該領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是一種制備氨基功能化的水溶性四氧化三鐵納米材 料的方法，這一目的通過利用脫氨基保護(hù)的方法實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

(1)將三價(jià)鐵鹽、n-(1，3-二氧代異吲哚啉-2-基)烷基酸和三乙 胺分散在溶劑中，在三乙胺存在的條件下，反應(yīng)12～36小時(shí)，制備 得到n-(1，3-二氧代異吲哚啉-2-基)烷基酸合鐵前驅(qū)體；其中n＝3-18；

溶劑優(yōu)選為按1∶(0.5～2)體積比混合的氯仿和無水乙醇；

所述的三價(jià)鐵鹽選自氯化鐵或硫酸鐵，優(yōu)選為氯化鐵；三價(jià)鐵離 子、n-(1，3-二氧代異吲哚啉-2-基)烷基酸及三乙胺的摩爾比為1∶(1～ 5)∶(1～10)；優(yōu)選為1∶(2～4)∶(5～10)；

(2)將步驟(1)所得n-(1，3-二氧代異吲哚啉-2-基)烷基酸合鐵 前驅(qū)體分散在溶劑中，用惰性氣體氛保護(hù)，在100～140℃下加熱1～ 3小時(shí)脫水，再升溫至210～220℃下加熱20分鐘～1小時(shí)；繼續(xù)升 溫至295-305℃下加熱20分鐘～1小時(shí)；取固體，得到n-(1，3-二氧 代異吲哚啉-2-基)烷基酸配位的油溶性的Fe₃O₄納米粒子；

所述溶劑為油胺或苯醚，或兩者按任意比組成的混合物；

所述的惰性氣體氛為氮?dú)夥铡⒑夥铡⒛蕷夥栈驓鍤夥眨瑑?yōu)選為 氮?dú)夥铡?